-
i
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN TIPE PROPELER DUA SUDU
DARI BAHAN PIPA PVC 6 IN
HALAMAN JUDUL
TUGAS AKHIR
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1
Program Studi Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin
Diajukan oleh :
LEONARDO BAYU ADI PRASETYA
NIM : 115214022
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2013
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
ii
TWO BLADES PROPELLER OF 6 INCH PVC PIPE WIND
TURBINE PERFORMANCE
FINAL PROJECT
As partial fulfillment of the requirement
to obtain the bachelor degree
TITLE PAGE
Mechanical Engineering Study Program
Mechanical Engineering Department
by
LEONARDO BAYU ADI PRASETYA
Student Number: 115214022
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2013
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
iii
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN TIPE PROPELER DUA SUDU
DARI BAHAN PIPA PVC 6 IN
Disusun Oleh:
LEONARDO BAYU ADI PRASETYA
NIM : 115214022
Telah Disetujui Oleh:
Dosen Pembimbing:
Ir. Rines, MT
HALAMAN PENGESAHAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
iv
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN TIPE PROPELER DUA SUDU
DARI BAHAN PIPA PVC 6 IN
Yang dipersiapkan dan disusun oleh:
NAMA : LEONARDO BAYU ADI PRASETYA
N.I.M : 115214022
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
pada tanggal 15 Januari 2013
Susunan Dewan Penguji
Nama Lengkap Tanda tangan
Ketua : Ir. PK. Purwadi, MT ....................
Sekretaris : A. Prasetyadi, S. Si., M. Si.
....................
Anggota : Ir. Rines, MT ....................
Tugas Akhir ini telah diterima sebagai salah satu
persyaratan
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Yogyakarta, 15 Januari 2013
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta
Dekan
DAFTAR DEWAN PENGUJI
Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
v
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam
Tugas
Akhir dengan judul:
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN TIPE PROPELER DUA SUDU
DARI BAHAN PIPA 6 PVC IN
Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang wajib ditempuh
untuk
menjadi Sarjana Teknik pada Program Strata-1, Jurusan Teknik
Mesin, Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Sejauh yang saya
ketahui bukan merupakan tiruan dari tugas akhir yang sudah
dipublikasikan di
Universitas Sanata Dharma maupun di Perguruan Tinggi manapun.
Kecuali
bagian informasinya dicantumkan dalam daftar pustaka.
Dibuat di : Yogyakarta
Pada tanggal : 15 Januari 2013
Penulis
Leonardo Bayu Adi Prasetya
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
vi
INTISARI
Pengembangan energi angin dengan cara yang cepat dan ringkas
sangat
diperlukan untuk percepatan dalam memenuhi kebutuhan energi di
wilayah
tertinggal serta untuk mengantisipasi krisis energi sebagai
akibat dari
berkurangnya sumber energi fosil. Penelitian pada kincir angin
tipe propeler
dengan bahan sudu pipa PVC berdiameter 6 inch bertujuan untuk
mengetahui
unjuk kerja kincir pada kemiringan sudu 0°, 10°, dan 20°
terhadap arah putar serta
pengaruh pemasangan moncong pengarah angin.
Kincir berdiameter 800 mm diuji dalam lorong angin di
Laboratorium
Konversi Energi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Variasi
unjuk kerja
kincir angin pada posisi kemiringan sudu 0°, 10°, dan 20°
dilakukan dengan dan
tanpa pemasangan moncong. Pengambilan data meliputi kecepatan
angin,
kecepatan putar kincir dan gaya pengereman.
Kincir angin dengan kemiringan sudu 20° menghasilkan daya
maksimal
sebesar 19,1 watt pada kecepatan angin 7,3 m/s, koesfisien daya
(Cp) maksimal
yang dihasilkan sebesar 14,1% pada tip speed ratio (tsr) 1,75,
pemasangan
moncong menambah Cp maksimal sebesar 2,5%. Pada kemiringan sudu
10°,
kincir angin menghasilkan daya maksimal sebesar 30,35 watt pada
kecepatan
angin 7,1 m/s, Cp maksimal yang dihasilkan sebesar 24% pada tsr
3,4,
pemasangan moncong menambah Cp maksimal sebesar 2,1%. Pada
kemiringan
sudu 0°, kincir angin menghasilkan daya maksimal sebesar 29,58
watt pada
kecepatan angin 7,01 m/s, Cp maksimal yang dihasilkan sebesar
26% pada tsr
4,25, pemasangan moncong menambah Cp maksimal sebesar 4,6%.
Unjuk kerja
terbaik dihasilkan oleh kincir angin dengan kemiringan sudu
0°.
Kata Kunci: kincir angin, koefisien daya, tip speed ratio,
kemiringan sudu,
moncong.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
vii
ABSTRACT
Research to produce simple and reliable wind turbine is
compulsory effort
to fullfill the demand of energy, especially for remote area.
This research using 6
inch PVC pipe of wind turbine blades to know wind turbine
performance on blade
position 0°, 10°, and 20° to the direction of blade rotary and
also performance
when the winds directional spout when installed or not.
Wind turbine with 800 mm in swap diameter being tested on
Laboratorium
Konversi Energi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Wind
turbine
performance test on variation of blade position 0°, 10°, and 20°
to the direction of
blade rotary were done with installation and unistallation wind
directioanl spout.
Data were taken on this performance test include wind speed,
rotation, and brake
load.
The result of 20° blade position shown that wind turbine maximum
power is
19.1 watt at 7.3 m/s of wind velocity, maximum power coefficient
(Cp) is 14.1%
at 1.75 of tip speed ratio (tsr), wind directional spout
increased 2.5% of tsr. The
result of 10° blade position shown that wind turbine maximum
power is 30.35
watt at 7.1 m/s of wind velocity, maximum power coefficient (Cp)
is 24% at 3.4
of tip speed ratio (tsr), wind directional spout increased 2.1%
of tsr. The result of
0° blade position shown that wind turbine maximum power is 29.6
watt at 7.01
m/s of wind velocity, maximum power coefficient (Cp) is 26% at
4.25 of tip speed
ratio (tsr) wind directional spout increased 4.6% of tsr. The
best result of wind
turbine performance test is wind turbine with 0° blade
position.
Key Words: wind turbine, power coefficient, tip speed ratio,
blade positon, wind
directional spout.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
viii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas
Sanata Dharma:
Nama : Leonardo Bayu Adi Prasetya
Nomor mahasiswa : 115214022
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada
Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma Karya Ilmiah saya yang berjudul:
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN TIPE PROPELER DUA SUDU DARI
BAHAN PIPA 6 PVC IN
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan
demikiansaya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk
menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelola dalam bentuk
pangkalan data,
mendistribusi secara terbatas, dan mempublikasikan di Internet
untuk kepentingan
akademis tanpa perlu ijin dari saya selama tetap mencantumkan
nama saya
sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan seksama.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal 15 Januari 2013
Yang menyatakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
ix
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas semua
kebaikan
yang telah dilimpahkan-Nya dalam keadaan apapun sehingga penulis
mampu
menyelesaikan studi dengan hasil yang memuaskan dan menyusun
Tugas Akhir
dengan judul UNJUK KERJA KINCIR ANGIN TIPE PROPELER DUA
SUDU DARI BAHAN PIPA 6 PVC IN
Tugas akhir ini dibuat guna menyelesaikan studi dan mendapatkan
gelar
sarjana pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas
Sanata Dharma.
Penyusunan Tugas Akhir ini tentunya sangat berat, namun dengan
bantuan,
bimbingan, dan masukan yang baik dari berbagai pihak, penulis
mampu
menyelesaikan Tugas Akhir dengan hasil yang baik. Dengan segala
kerendahan
hati, penulis menyampaikan rasa terimakasih kepada:
1. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku
Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Bapak Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program
Studi
Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Bapak Ir. Rines, MT, sebagai Dosen Pembimbing Tugas
Akhir.
4. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen
pembimbing
akademik.
5. Seluruh Dosen, Staf Karyawan, dan Laboran Universitas Sanata
Dharma
yang telah bekerja keras melayani semua hal demi kelancaran
pendidikan.
6. Keluarga penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu
yang telah
mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
7. Para Volunteer di Kampung Sosial Pingit, rekan-rekan Vitalis
ATMI
Surakarta yang telah mewarnai kehidupan penulis selama
menyelesaikan
studi S-1.
8. Hermansyah dan Wahyu Catur Pamungkas rekan seperjuangan
penulis
untuk membuat alat penelitian dalam penyusunan Tugas Akhir.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
x
9. Teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma dan semua
pihak
lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Semoga dengan naskah tugas akhir yang telah disusun ini dapat
memberi
banyak manfaat bagi penerapan teknologi tepat guna untuk masa
depan yang lebih
baik serta menjadi sumber inspirasi bagi mahasiswa maupun
pembaca lainya
untuk menciptakan inovasi dalam karya teknologi.
Ketidaksempurnaan penulisan
naskah ini menjadi cambuk bagi penulis untuk terus belajar, maka
segala bentuk
kritik dan saran yang membangun akan penulis terima. Penulis
mohon maaf jika
terdapat kesalahan dan informasi yang kurang dalam naskah
ini.
Yogyakarta, 15 Januari 2013
Penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
................................................................................................
i
TITLE PAGE
..........................................................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN
................................................................................
iii
DAFTAR DEWAN PENGUJI
...............................................................................
iv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
..................................................... v
INTISARI
...............................................................................................................
vi
ABSTRACT
..........................................................................................................
vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
........................................................ viii
KATA PENGANTAR
...........................................................................................
ix
DAFTAR ISI
..........................................................................................................
xi
ISTILAH PENTING
.............................................................................................
xv
DAFTAR GAMBAR
...........................................................................................
xvi
DAFTAR TABEL
.................................................................................................
xx
DAFTAR TABEL
.................................................................................................
xx
BAB I PENDAHULUAN
.......................................................................................
1
1.1 Latar Belakang Masalah
...........................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah
....................................................................................
2
1.3 Batasan Masalah
.......................................................................................
3
1.4 Manfaat Penelitian
....................................................................................
3
1.5 Tujuan Penelitian
......................................................................................
4
BAB II DASAR TEORI
.........................................................................................
5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xii
2.1 Konsep Dasar Terbentuknya Angin
......................................................... 5
2.2 Kincir Angin
.............................................................................................
6
2.2.1 Kincir Angin Poros Vertikal
.....................................................................
7
2.2.2 Kincir Angin Poros Horisontal
.................................................................
8
2.3 Rumus Perhitungan
................................................................................
10
2.3.1 Energi Angin
...........................................................................................
10
2.3.2 Torsi Kincir
.............................................................................................
12
2.3.3 Kecepatan Sudut Kincir
..........................................................................
13
2.3.4 Daya yang Dihasilkan Kincir Angin
....................................................... 13
2.3.5 Tip Speed Ratio
.......................................................................................
14
2.3.6 Koefisien Daya Kincir
............................................................................
14
3.1 Skema Kerja Penelitian
..........................................................................
17
3.2 Obyek Penelitian
....................................................................................
18
3.3 Waktu dan Tempat Penelitian
................................................................
18
3.4 Alat dan Bahan
.......................................................................................
18
3.5 Variabel Penelitian
.................................................................................
25
3.6 Parameter Penelitian yang Dihitung
....................................................... 26
3.7 Langkah Pengambilan Data
....................................................................
26
3.8 Langkah Pengolahan Data
......................................................................
27
BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA
........................................................ 29
4.1 Hasil Pengambilan Data.
........................................................................
29
4.1.1 Data Penelitian Kincir Angin Dengan Kemiringan Sudu 20°
Terhadap
Arah Putar Kincir.
...................................................................................
29
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xiii
4.1.2 Data Penelitian Kincir Angin Dengan Kemiringan Sudu 10°
Terhadap
Arah Putar Kincir.
...................................................................................
32
4.1.3 Data Penelitian Kincir Angin Dengan Kemiringan Sudu 0°
Terhadap
Arah Putar Kincir.
...................................................................................
35
4.2 Proses Pengolahan Data Hasil Pengujian.
.............................................. 38
4.2.1 Perhitungan Daya yang Tersedia Dalam Angin (P in)
............................ 38
4.2.2 Perhitungan Daya Kincir (P out)
..............................................................
38
4.2.1 Perhitungan Tip Speed Ratio
...................................................................
39
4.2.1 Koefisien Daya Kincir (Cp)
....................................................................
40
4.3 Hasil Pengolahan Data Pengujian.
......................................................... 40
4.3.1 Tabel Hasil Perhitungan Pada Variasi Kemiringan Sudu 20°
Dengan
Pemakaian Moncong
...............................................................................
40
4.3.2 Tabel Hasil Perhitungan Pada Variasi Kemiringan Sudu 20°
Tanpa
Pemakaian Moncong
...............................................................................
43
4.3.3 Tabel Hasil Perhitungan Pada Variasi Kemiringan Sudu 10°
Dengan
Pemakaian Moncong
...............................................................................
45
4.3.4 Tabel Hasil Perhitungan Pada Variasi Kemiringan Sudu 10°
Tanpa
Pemakaian Moncong.
..............................................................................
47
4.3.5 Tabel Hasil Perhitungan Pada Variasi Kemiringan Sudu 0°
Dengan
Pemakaian Moncong.
..............................................................................
49
4.3.6 Tabel Hasil Perhitungan Pada Variasi Kemiringan Sudu 0°
Tanpa
Pemakaian Moncong.
..............................................................................
51
4.4 Grafik Hasil Pengolahan Data Pengujian.
.............................................. 53
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xiv
4.4.1 Variasi Sudut Sudu 20° Terhadap Arah Putar Kincir
............................. 53
4.4.2 Variasi Sudut Sudu 10° Terhadap Arah Putar Kincir
............................. 57
4.4.3 Variasi Sudut Sudu 0° Terhadap Arah Putar Kincir
............................... 61
4.4.4 Analisa Grafik Pada Setiap Variasi Kincir Angin
.................................. 65
BAB V KESIMPULAN
........................................................................................
69
5.1 Kesimpulan
.............................................................................................
69
5.2 Saran
.......................................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA
...........................................................................................
71
LAMPIRAN
..........................................................................................................
72
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xv
ISTILAH PENTING
Simbol Keterangan
v Kecepatan angin (m/s)
n Kecepatan putar kincir (rpm)
F Gaya pengimbang (N)
A Luas penampang (m2)
T Torsi (N.m)
ω Kecepatan sudut (rad/sec)
P in Daya yang tersedia oleh angin (watt)
P out Daya yang dihasilkan kincir (watt)
tsr Tip speed ratio
Cp Koefisien daya (%)
r Jarak lengan torsi (m)
d Diameter kincir (m)
R Jari-jari kincir (m)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1. Peta Potensi Angin Indonesia
............................................................. 6
Gambar 2.2 Kincir Angin Poros Vertikal: (a) Kincir Angin
Savonius, (b)
Kincir Angin Daerius, (c) Kincir Angin Mag
..................................... 8
Gambar 2. 3 Kincir Angin Poros Horisontal: (a) Kincir Angin
Propeler, (b)
American Wind Mill, (c) Cretan Wind Mill, (d) Dutch Four Arm
Wind Mill.
...........................................................................................
9
Gambar 2. 4. Ilustrasi Energi Angin
......................................................................
11
Gambar 2. 5. Hubungan Antara Koefisien Daya (Cp) Dengan Tip
Speed Ratio
(tsr) Dari Beberapa jenis Kincir.
....................................................... 15
Gambar 3. 1. Skema Kerja Penelitian
....................................................................
17
Gambar 3. 2. Posisi Sudu Kincir: (a) posisi 0°, (b) posisi 10°,
(c) posisi 20 °. ..... 18
Gambar 3.3. Desain Kincir Angin Tipe Propeler Dua Sudu
.................................. 19
Gambar 3.4. Bagian-Bagian Pemegang Sudu Kincir
............................................. 20
Gambar 3.5. Komponen Kincir Angin: (a) Sudu Kincir, (b)
Sistem
Pengereman, (c) Moncong.
...............................................................
21
Gambar 3. 6. Peralatan Penunjang Pengambilan Data: (a)
Terowongan
Angin, (b) Blower, (c) Anemometer, (d) Tachometer, (e)
Neraca Pegas.
....................................................................................
23
Gambar 4. 1 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir dengan
kecepatan putar kincir (n) pada variasi kemiringan sudu 20°
terhadap arah putar kincir dengan pemakaian moncong.
................. 54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xvii
Gambar 4. 2 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir dengan
kecepatan putar kincir (n) pada variasi kemiringan sudu 20°
terhadap arah putar kincir tanpa pemakaian moncong.
.................... 54
Gambar 4. 3 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir dengan
daya yang dihasilkan kincir (Pout) pada variasi kemiringan
sudu 20° terhadap arah putar kincir dengan pemakaian
moncong.
...........................................................................................
55
Gambar 4. 4 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir dengan
daya yang dihasilkan kincir (Pout) pada variasi kemiringan
sudu 20° terhadap arah putar kincir tanpa pemakaian moncong.
..... 55
Gambar 4. 5 Grafik perbandingan koefisien daya kincir dengan tip
speed
ratio pada variasi sudut kemiringan sudu 20° terhadap arah
putar kincir.
.......................................................................................
57
Gambar 4. 6 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir dengan
kecepatan putar kincir (n) pada variasi kemiringan sudu 10°
terhadap arah putar kincir dengan pemakain moncong.
................... 58
Gambar 4. 7 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir dengan
kecepatan putar kincir (n) pada variasi kemiringan sudu 10°
terhadap arah putar kincir tanpa pemakain moncong.
...................... 58
Gambar 4. 8 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir dengan
daya yang dihasilkan kincir (Pout) pada variasi kemiringan
sudu 10° terhadap arah putar kincir dengan pemakaian
moncong.
...........................................................................................
59
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xviii
Gambar 4. 9 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir dengan
daya yang dihasilkan kincir (Pout) pada variasi kemiringan
sudu 10° terhadap arah putar kincir tanpa pemakaian moncong.
..... 59
Gambar 4. 10 Grafik perbandingan koefisien daya kincir dengan
tip speed
ratio pada variasi sudut kemiringan sudu 10° terhadap arah
putar kincir.
.......................................................................................
61
Gambar 4. 11 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir
dengan kecepatan putar kincir (n) pada variasi kemiringan
sudu 0° terhadap arah putar kincir dengan pemasangan
moncong.
...........................................................................................
62
Gambar 4. 12 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir
dengan kecepatan putar kincir (n) pada variasi kemiringan
sudu 0° terhadap arah putar kincir tanpa pemasangan
moncong.
...........................................................................................
62
Gambar 4. 13 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir
dengan daya yang dihasilkan kincir (Pout) pada variasi
kemiringan sudu 0° terhadap arah putar kincir dengan
pemasangan moncong.
......................................................................
63
Gambar 4. 14 Grafik hubungan antara torsi (T) yang dihasilkan
kincir
dengan daya yang dihasilkan kincir (Pout) pada variasi
kemiringan sudu 0° terhadap arah putar kincir tanpa
pemasangan moncong.
......................................................................
63
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xix
Gambar 4. 15 Grafik perbandingan koefisien daya kincir dengan
tip speed
ratio pada variasi sudut kemiringan sudu 0° terhadap arah
putar kincir.
.......................................................................................
65
Gambar 4.16 Grafik hubungan torsi dan kecepatan putar
masing-masing
variasi kincir pada kecepatan angin maksimal (7,09 m/s).
............... 66
Gambar 4. 17 Grafik hubungan torsi dan daya kincir masing-masing
variasi
kincir pada kecepatan angin maksimal (7,09 m/s).
........................... 67
Gambar 4. 18 Grafik perbandingan koefisien daya kincir pada
setiap variasi
kemiringan sudu.
...............................................................................
67
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xx
DAFTAR TABEL
Tabel 4. 1 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 20°
terhadap arah
putar kincir dengan moncong
..............................................................
30
Tabel 4. 2 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 20°
terhadap arah
putar kincir tanpa moncong
.................................................................
31
Tabel 4. 3 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 10°
terhadap arah
putar kincir dengan moncong.
.............................................................
32
Tabel 4. 4 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 10°
terhadap arah
putar kincir tanpa moncong.
................................................................
34
Tabel 4. 5 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 0°
terhadap arah
putar kincir dengan moncong.
.............................................................
36
Tabel 4. 6 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 0°
terhadap arah
putar kincir tanpa moncong.
................................................................
37
Tabel 4. 7 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 7,28 m/s pada
variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
................ 40
Tabel 4. 8 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,58 m/s pada
variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
................ 41
Tabel 4. 9 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,45 m/s pada
variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
................ 41
Tabel 4. 10 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,96 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
................ 42
Tabel 4. 11 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,49 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
................ 42
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xxi
Tabel 4. 12 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 7,14 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 20° tanpa pemasangan moncong.
.................. 43
Tabel 4. 13 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,91 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 20° tanpa pemasangan moncong.
.................. 43
Tabel 4. 14 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,31 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 20° tanpa pemasangan moncong.
.................. 44
Tabel 4. 15 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,15 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 20° tanpa pemasangan moncong.
.................. 44
Tabel 4. 16 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,51 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 20° tanpa pemasangan moncong.
.................. 44
Tabel 4. 17 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 7,07 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° dengan pemasangan moncong.
................ 45
Tabel 4. 18 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,80 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° dengan pemasangan moncong.
................ 45
Tabel 4. 19 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,08 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° dengan pemasangan moncong.
................ 46
Tabel 4. 20 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,66 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° dengan pemasangan moncong.
................ 46
Tabel 4. 21 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,48 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° dengan pemasangan moncong.
................ 47
Tabel 4. 22 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 7,00 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° tanpa pemasangan moncong.
.................. 47
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xxii
Tabel 4. 23 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,77 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° tanpa pemasangan moncong.
.................. 48
Tabel 4. 24 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,22 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° tanpa pemasangan moncong.
.................. 48
Tabel 4. 25 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,66 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° tanpa pemasangan moncong.
.................. 48
Tabel 4. 26 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,39 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 10° tanpa pemasangan moncong.
.................. 49
Tabel 4. 27 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 7,09 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 0° dengan pemasangan moncong.
.................. 49
Tabel 4. 28 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,68 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 0° dengan pemasangan moncong.
.................. 50
Tabel 4. 29 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,0 m/s pada
variasi
kemiringan sudut sudu 0° dengan pemasangan moncong.
.................. 50
Tabel 4. 30 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,72 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 0° dengan pemasangan moncong.
.................. 50
Tabel 4. 31 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,49 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 0° dengan pemasangan moncong.
.................. 51
Tabel 4. 32 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,84 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 0° tanpa pemasangan moncong.
.................... 51
Tabel 4. 33 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,54 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 0° tanpa pemasangan moncong.
.................... 51
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xxiii
Tabel 4. 34 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,20 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 0° tanpa pemasangan moncong.
.................... 52
Tabel 4. 35 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,55 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 0° tanpa pemasangan moncong.
.................... 52
Tabel 4. 36 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,20 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 0° tanpa pemasangan moncong.
.................... 53
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xxiv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
1
BAB I
PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Potensi sumber energi terbarukan di Indonesia sangat beraneka
ragam
disamping energi fosil, mulai dari angin, matahari, panas bumi
dan tenaga air.
Ironisnya pemanfaatan sumber energi terbaruakan belum optimal
dan sebagian
besar kebutuhan energi masih diperoleh melalui minyak bumi dan
batu bara.
Pertumbuhan ekonomi, bertambahnya jumlah penduduk dengan
bermacam
kebutuhan akan meningkatkan kebutuhan energi listrik. Sementara
itu
ketersediaan minyak bumi dan batu bara sebagai sumber energi
utama semakin
menipis. Meningkatnya kebutuhan energi listrik ini disebabkan
karena semakin
banyaknya permintaan peralatan elektronik. Selain itu sebagai
solusi atas
pengurangan gas rumah kaca akan dikembangkan kendaraan tenaga
listrik yang
akan memerlukan daya listrik yang besar. Jika sumber energi
listrik masih berasal
dari minyak bumi dan batu bara maka tujuan dari adanya kendaraan
bertenaga
listrik tidak akan tercapai. Masalah yang lain adalah
pembangunan di Indonesia
belum merata, dilihat dari banyaknya daerah terpencil dan
tertinggal yang belum
mendapatkan aliran listrik sementara di kota besar dikhawatirkan
akan mengalami
krisis energi. Kondisi geografis dan medan yang sulit juga
mempengaruhi cepat
lambatnya pembangunan di pelosok. Maka diperlukan optimalisasi
pemanfaatan
sumber energi alternatif yang terbarukan dengan kriteria
kemudahan instalasi,
perawatan dan biaya yang kecil untuk mempercepat
pembangunan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
2
Salah satu keanekaragaman sumber energi terbarukan di indonesia
adalah
pemanfaatan tenaga angin. Pemanfaatan tenaga angin yang paling
populer adalah
dengan menggunakan kincir angin. Kincir angin merupakan alat
pengonversi
energi angin menjadi energi listrik maupun mekanik sehingga bisa
menjadi salah
satu solusi untuk menggantikan energi fosil. Kemudahan
instalasi, perawatan, dan
biaya yang murah sangat tergantung dari desain kincir itu
sendiri. Maka kincir
angin harus memiliki desain yang sederhana serta menjalani uji
kerja dan
penelitian sebelum proses produksi untuk menekan biaya
pengerjaan.
Desain kincir angin yang akan diteliti adalah kincir angin poros
horisontal
dua sudu dengan jenis propeller wind mill. Sudu dari kincir
angin ini dibuat dari
pipa PVC 6 inch dengan bentuk yang bervariasi. Kincir dengan dua
sudu ini akan
mudah dibuat, sederhana dalam pengepakan,dan mudah dalam
instalasinya.
Sehingga proses pengembangan energi listrik dipelosok bisa
dipercepat dan
kebutuhan energi di kota-kota besar Indonesia terjamin dari
krisis energi sebagai
alternatif dari eksploitasi sumber energi tak terbarukan.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah yang dapat dirumuskan dalam penelitian ini adalah:
1. Banyak daerah terpencil di Indonesia yang belum dialiri
listrik,
sementara di kota-kota besar kebutuhan energi meningkat.
2. Pemanfaatan energi angin yang murah dan mudah dalam
aplikasinya.
3. Untuk mendapatkan efisiensi maksimal diperlukan kincir angin
sebagai
alat konversi energi angin menjadi energi mekanis atau
listrik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
3
4. Tuntutan perkembangan teknologi energi masa depan yang
memenuhi
prasyarat ramah lingkungan.
5. Mendapatkan rancangan kincir angin yang memenuhi aspek
kesederhanaan, mudah dalam pemasangan, dan mudah dalam
perawatan.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah yang diperlukan untuk memfokuskan dalam
pembahasan
penelitian ini adalah:
1. Penelitian dibatasi pada perhitungan daya, dan koefisien daya
kincir yang
dihasilkan dari variasi ukuran sudu, pemasangan moncong,
kecepatan
angin, dan besar sudut posisi sudu terhadap arah datangnya
angin.
2. Penelitian kincir angin poros horisontal dua sudu terbuat
dari potongan
pipa 6” dengan diameter sapuan 800 mm.
3. Besar sudut sudu kincir yang divariasikan terhadap arah putar
kincir
yaitu 0°, 10°, dan 20°.
4. Kerapatan udara (ρ) yang menjadi acuan yakni sebesar 1,18
kg/m3
5. Penelitian dilakukan pada terowongan angin di Laboratorium
Konversi
Energi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan melalui hasil penelitian ini adalah:
1. Sebagai sumber informasi tentang unjuk kerja kincir angin dua
sudu yang
terbuat dari potongan pipa.
2. Memberi solusi lain dalam pengembangan rekayasa pemanfaatan
energi
angin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
4
3. Memberi manfaat bagi percepatan pengembangan teknologi
energi
terbarukan.
4. Mendorong munculnya industri pemroduksi alat-alat pengonversi
energi.
5. Menjadi sumber refrensi bagi masyarakat di daerah yang
mempunyai
potensi energi angin untuk memberdayakan energi alternatif.
1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Membuat kincir angin poros horisontal tipe propeller dua sudu
dari pipa
6 in dengan diameter sapuan 800 mm.
2. Memperoleh data karakteristik kincir angin menurut hubungan
koefisien
daya kincir (Cp) dengan tip speed ratio (tsr).
3. Mengetahui besarnya daya maksimal yang dihasilkan kincir,
koefisien
daya dan pengaruh pemasangan moncong pada kincir dengan
kemiringan
sudu 0°.
4. Mengetahui besarnya daya maksimal yang dihasilkan kincir,
koefisien
daya dan pengaruh pemasangan moncong pada kincir dengan
kemiringan
sudu 10°.
5. Mengetahui besarnya daya maksimal yang dihasilkan kincir,
koefisien
daya dan pengaruh pemasangan moncong pada kincir dengan
kemiringan
sudu 20°.
6. Mencari unjuk kerja terbaik kincir angin berdasarkan variasi
kemiringan
sudu terhadap arah putar kincir.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
5
BAB II
DASAR TEORI
BAB II DASAR TEORI
2.1 Konsep Dasar Terbentuknya Angin
Energi angin semula berawal dari matahari dan Bumi yang
berputar
menerima panas dari matahari secara bergantian. Ketika matahari
memanaskan
sebagian luasan daerah di permukaan bumi, udara yang berada di
daerah itu
menyerap panas yang dilepaskan pada daerah tersebut. Udara yang
dipanaskan ini
akan memuai sehingga berpengaruh terhadap penurunan massa jenis.
Udara yang
lebih panas ini akan lebih ringan daripada udara dingin di
sekitarnya karena
penurunan massa jenis, akibatnya udara panas ini bergerak naik.
Hal ini dapat
dibuktikan melalui pengamatan balon udara yang bergerak naik
karena berisi
udara yang lebih panas. Jika udara panas ini bergerak naik, maka
tekanan udara
turun karena udara pada tempat itu berkurang. Udara yang lebih
dingin di
sekitarnya akan mengalir ke tempat yang bertekanan lebih rendah
tadi. Naiknya
udara ini akan menjaga tekanan udara di daerah tersebut tetap
normal sesuai
kondisi semula. Ketika udara yang lebih panas ini bergerak naik
secara tiba-tiba,
udara yang lebih dingin mengalir cepat untuk mengisi celah yang
ditinggalkan
oleh udara yang bergerak naik tersebut. Udara yang bergerak
menuju celah
dengan kecepatan tertentu inilah yang disebut dengan angin.
(Sumber:
http://express.howstuffworks.com/exp-wind-power.htm, tanggal 27
Juli 2012).
Indonesia memiliki total garis pantai mencapai 81.000 km dengan
kecepatan
angin rata-rata 3 sampai 5 m/s, di beberapa tempat bisa mencapai
10 m/s.
Berdasarkan data Kementrian ESDM, total potensi energi angin di
Indonesia
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
6
diperkirakan mencapai 9 GW. Hal ini merupakan potensi besar jika
dimanfaatkan
untuk memanen energi untuk ketahanan energi nasional.
Gambar 2. 1. Peta Potensi Angin Indonesia
(Sumber: konversi.wordpress.com, 19 September 2012)
Tantangan pengembangan pembangkit listrik tenaga angin di
Indonesia
adalah isu atau masalah klasik tentang kecepatan angin di
Indonesia yang lebih
rendah jika dibandingkan negara-negara Eropa Utara dan Amerika.
Selain itu,
fluktuasi kecepatan angin tersebut sering membuat turbin tidak
bekerja maksimal.
Namun kendala tersebut bisa diatasi dengan teknologi generator
dan konverter
daya dimana dengan kecepatan angin rendah sekitar 2,5 m/s alat
masih mampu
mengonversi energi angin menjadi energi listrik.
(Sumber:
http://www.hijauku.com/2012/04/10/indonesia-pun-bisa-memanen-
angin/, 19 September 2012)
2.2 Kincir Angin
Kincir angin adalah sebuah alat untuk mengonversi energi kinetik
yang
berasal dari aliran angin yang biasa disebut tenaga angin
menjadi energi mekanik
yang berupa putaran poros. Putaran poros ini kemudian dapat
digunakan untuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
http://www.hijauku.com/2012/04/10/indonesia-pun-bisa-memanen-angin/http://www.hijauku.com/2012/04/10/indonesia-pun-bisa-memanen-angin/
-
7
berbagai keperluan. Jika energi mekanik ini digunakan sebagai
pembangkit listrik
maka alat ini disebut turbin angin atau wind turbine. Sedangkan
jika digunakan
untuk menggerakan peralatan yang bersifat mekanik seperti
penggilingan granulat
atau proses pemompaan maka alat ini disebut kincir angin atau
windmill. Kincir
angin terdahulu banyak ditemukan di Belanda, Denmark, dan
negara-negara
Eropa. Pada waktu itu penggunaannya lebih banyak untuk proses
memompa air,
menumbuk hasil pertanian dan penggilingan. Kini desain kincir
angin semakin
disempurnakan dan lebih banyak digunakan sebagai pembangkit
listrik. (Sumber:
http://en.wikipedia.org/wiki/Windmill, tanggal 27 Juli 2012)
Berdasarkan posisi porosnya, jenis kincir angin dibedakan
menjadi dua
yaitu kincir angin poros vertikal dan kincir angin poros
horisontal.
2.2.1 Kincir Angin Poros Vertikal
Kincir angin poros vertikal mempunyai poros utama yang tegak
lurus
terhadap permukaan tanah. Kelebihan yang membedakan dari jenis
kincir angin
poros horisontal adalah kincir ini mampu menerima tenaga angin
dari segala arah.
Dengan kata lain untuk mendapatkan putaran yang efektif tidak
harus memakai
alat pengarah sehingga cocok untuk dipasang pada rumah atau
bangunan lainnya.
Dengan rancangan poros yang terpasang vertikal, pemasangan kotak
roda gigi
maupun generator menjadi lebih mudah yaitu dengan langsung
memasang di
bagian bawah kincir tanpa susunan mekanik yang rumit. Selain itu
rancangan ini
juga memungkinkan komponen generator maupun kotak roda gigi
dapat
ditempatkan lebih dekat dengan permukaan tanah sehingga tidak
memerlukan
konstruksi menara dan mempermudah saat proses perbaikan maupun
perawatan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
8
Kerugian dari jenis kincir ini adalah putaran yang dihasilkan
kecil sehingga energi
yang diperoleh pun kecil, sehinga efisiensi kincir ini lebih
kecil dibanding kincir
dengan poros horisontal. Secara ekonomis, pembuatan kincir ini
memerlukan
jumlah material yang banyak. (Sumber:
http://en.wikipedia.org/wiki/Windmill,
tanggal 27 Juli 2012)
(a) (b) (c)
Gambar 2.2 Kincir Angin Poros Vertikal: (a) Kincir Angin
Savonius, (b) Kincir
Angin Daerius, (c) Kincir Angin Mag
(Sumber: http://www.ecosources.info)
Ada banyak jenis kincir angin jenis poros vertikal yang
dikembangkan
dengan berbagai variasi dan kelebihannya. Kincir poros vertikal
yang sudah
umum diteliti dan dikembangkan antara lain kincir Savonius,
kincir angin Darius,
dan kincir Mag.
2.2.2 Kincir Angin Poros Horisontal
Kincir angin poros horisontal memiliki desain poros utama yang
sejajar
dengan permukaan tanah. Poros ini dirancang untuk bisa
menyesuaikan arah
angin agar mendapatkan posisi tiupan yang efektif dengan
berputar 360° dalam
merubah posisi. Pemasangan kincir ini memerlukan sebuah menara
yang tinggi
atau tidak terhalang oleh suatu bangunan guna mendapatkan
hembusan angin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
http://www.ecosources.info/
-
9
yang maksimal. Sudu dari kincir ini dibuat sedemikian rupa
dengan penambahan
penguat atau stiffener untuk menghindari deformasi atau
lengkungan yang
diakibatkan hembusan angin yang kuat.
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 2. 3 Kincir Angin Poros Horisontal: (a) Kincir Angin
Propeler, (b)
American Wind Mill, (c) Cretan Wind Mill, (d) Dutch Four Arm
Wind Mill.
(Sumber: http://www.ristek.go.id)
Jenis kincir angin poros horisontal yang sudah banyak
dikembangkan antara
lain kincir angin tipe propeller yang biasanya dibuat dengan
tiga sudu, American
Wind Mill, kincir Cretan Sail, dan kincir Dutch Arm seperti yang
ditunjukan pada
Gambar (2.3 d). Pada perkembangan teknologi pemanfaatan energi
angin telah
menghasilkan berbagai macam desain sudu kincir sehingga
dapat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
http://www.ristek.go.id/
-
10
mengoptimalkan daya angin yang dikonversi menjadi energi listrik
maupun
mekanis.
Dalam skala besar jika dibandingkan kincir angin poros vertikal,
kincir jenis
ini lebih banyak digunakan dalam pembangkit tenaga listrik
karena mampu
mengonversi tenaga angin dengan kecepatan tinggi. Banyaknya
material dalam
pembuatan kincir jenis poros horisontal lebih sedikit dibanding
jenis poros
vertikal. Dengan adanya gaya angkat angin, kecepatan putar pada
kincir jenis ini
lebih besar dari pada kecepatan angin.
Beberapa kekurangan kincir ini jika dibandingkan jenis poros
vertikal yaitu
instalasi yang lebih sulit karena menggunakan menara yang
tinggi. Posisi menara
yang tinggi ini juga menyulitkan pada saat proses perbaikan atau
maintenance
sehingga memerlukan biaya ekstra. Karena harus menyesuaikan
dengan arah
angin maka konstruksi kincir ini lebih rumit, mengingat bahwa
komponen
tambahan seperti kotak roda gigi dan generator terpasang di atas
menara dan
terhubung dengan poros utama. (Sumber:
http://en.wikipedia.org/wiki/Windmill,
tanggal 27 Juli 2012)
2.3 Rumus Perhitungan
Data penelitian yang diolah berpedoman pada rumus-rumus
perhitungan
untuk menganalisa unjuk kerja dari variasi kincir yang
diuji.
2.3.1 Energi Angin
Angin merupakan udara yang bergerak dari tempat yang bertekanan
tinggi
ke tempat yang bertekanan rendah. Udara yang bergerak ini
mempunyai massa
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
11
(m) dan kecepatan (v). Hal ini menunjukan bahwa angin merupakan
energi kinetik
(Ek).
Gambar 2. 4. Ilustrasi Energi Angin
𝐸𝑘 =1
2∙ 𝑚 ∙ 𝑣2 (1)
keterangan:
𝐸𝑘 : energi kinetik (joule)
𝑚 : massa udara (kg)
v : kecepatan angin (m/s)
A : luas penampang kincir (m2)
B : hasil kali kecepatan angin dan waktu
𝜌 : massa jenis udara (kg/m3), besarnya massa jenis udara =
1,18
kg/m3
Pada skema energi angin (Gambar 2.4) diperlihatkan untuk
mencari
besarnya massa udara dengan mengilustrasikan udara yang melewati
kincir
menyerupai tabung. Besarnya massa udara diperoleh melalui
perhitungan berikut:
B
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
12
B = v∙ 𝑡
𝑚 = 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝐵
𝑚 = 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣 ∙ 𝑡 (2)
Dalam perhitungan selanjutnya, dari Persamaan (2) dapat
ditentukan laju aliran
masa per satuan waktu:
𝑚 = 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣 (3)
𝑚 : Laju alir massa udara (kg/s)
Dengan mendapatkan laju alir massa per satuan waktu pada
Persamaan (3), daya
aliran angin dalam satuan watt dapat ditentukan melalui
persamaan berikut:
𝑃𝑖𝑛 =1
2∙ 𝑚 ∙ 𝑣2 (4)
𝑃𝑖𝑛 : Daya yang tersedia pada angin (watt)
Substitusi anatara persamaan (3) dan (4) akan menghasilkan
bentuk lain dalam
perhitungan daya yang disediakan oleh angin:
𝑃𝑖𝑛 =1
2∙ (𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣) ∙ 𝑣2
𝑃𝑖𝑛 =1
2∙ 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣3 (5)
Dengan harga ρ sebesar 1,18 kg/m3, perhitungan daya yang
disediakan oleh
angin dapat disederhanakan menjadi:
𝑃𝑖𝑛 = 0,6 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣3 (6)
2.3.2 Torsi Kincir
Torsi pada bidang putar kincir yang berlawanan dengan
hambatan
menimbulkan gaya tangensial. Gaya tangensial (F) ini memiliki
jarak lengan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
13
sepanjang (r) terhadap sumbu putar poros, maka persamaannya
dapat ditulis
sebagai berikut:
𝑇 = 𝐹 ∙ 𝑟 (7)
T : torsi kincir (Nm)
F : gaya pembebanan (N)
r : panjang lengan torsi (m)
2.3.3 Kecepatan Sudut Kincir
Pada saat pengambilan data di lapangan, besarnya kecepatan sudut
kincir
angin diperoleh melalui besarnya angka putaran yang dihasilkan
dengan satuan
putaran per menit (rpm). Besarnya angka putaran dalam rpm akan
dikonversikan
menjadi radian per sekon.
𝜔 =2𝜋
60 .𝑛 (8)
ω : Kecepatan sudut (rad/sec)
n : Putaran per menit (rpm)
2.3.4 Daya yang Dihasilkan Kincir Angin
Daya yang diperoleh melaui poros kincir angin merupakan
transformasi
energi kinetik yang diperoleh dari angin. Susunan sudu pada
kincir ini mengubah
aliran udara menjadi gerakan yang memutar poros. Dengan variabel
data
kecepatan sudut dan torsi yang terdapat pada kincir maka
besarnya daya yang
dihasilkan kincir dapat diketahui.
Pout = 𝑇 ∙ 𝜔 (9)
Pout : daya yang dihasilkan kincir
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
14
2.3.5 Tip Speed Ratio
Tip speed ratio (tsr) merupakan perbandingan antara kecepatan
linier pada
ujung sudu kincir angin dengan kecepatan angin sebelum melewatt
sudu kincir.
Besarnya tsr dapat ditulis secara matematis dengan rumus
berikut:
𝑡𝑠𝑟 =𝜋 ∙ 𝐷 ∙ 𝑛
60 ∙ ʋ (10)
D : diameter kincir (m)
n : putaran per menit yang dihasilkan kincir (rpm)
v : kecepatan angin sebelum melewatt sudu kincir (m/s)
2.3.6 Koefisien Daya Kincir
Koefisien daya kincir (Cp) disebut juga efisiensi kincir. Angka
ini
merupakan perbandingan antara daya yang dihasilkan kincir (Pout)
dengan daya
yang disediakan angin (Pin). Pada kenyataannya tidak semua
energi yang
disediakan oleh angin dapat ditransformasikan oleh sudu-sudu
kincir menjadi
gerak putar poros. Perbandingan tersebut dinyatakan dengan
persamaan sebagai
berikut:
𝐶𝑝 =𝑃𝑜𝑢𝑡𝑃𝑖𝑛
.100% (11)
Cp : koefisien daya kincir
Pin : daya yang disediakan oleh angin (watt)
Pout : daya yang dihasilkan oleh kincir (watt)
Melalui penelitian yang dilakukan oleh Albert Bezt, koefisien
daya
maksimum yang dapat dihasilkan oleh kincir angin sebesar 59,3 %
(Sumber:
Wind Energy System by Dr. Gary L. Johnson). Angka ini kemudian
disebut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
15
dengan Batas Bezt. Teori Batas Bezt ini mengklaim
ketidakmungkinan suatu
desain kincir jenis apapun untuk mencapai angka efisiensi yang
melebihi pada
kisaran anggka 59% karena desain kincir terbaik pun tidak akan
mampu menyerap
seluruh energi kinetik yang tersedia pada aliran angin.
Gambar 2. 5. Hubungan Antara Koefisien Daya (Cp) Dengan Tip
Speed Ratio
(tsr) Dari Beberapa jenis Kincir.
(Sumber: Wind Energy System by Dr. Gary L. Johnson)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
17
BAB III
METODE PENELITIAN
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Skema Kerja Penelitian
Tahapan kerja dalam unjuk kerja kincir angin poros horisontal
dua sudu
dilakukan seperti pada skema kerja Gambar (3.1)
MULAI
Perancangan Kincir
Angin Tipe Propeler 2
Sudu
Pembuatan Prototip Kincir
Angin Tipe Propeler 2 Sudu
Variasi Sudut 0, 10, 20
Pemasangan
moncongTanpa moncong
Pengambilan
Data n, v, dan F
Pengolahan Data Pin,
Pout, tsr, Cp
Pembahasan dan
Penyusunan Laporan
SELESAI
Gambar 3. 1. Skema Kerja Penelitian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
18
3.2 Obyek Penelitian
Model kincir angin yang diteliti unjuk kerjanya adalah kincir
angin poros
horisontal dengan jenis propeller dua sudu. Sudu kincir ini
dibuat dengan
menggunakan bahan pipa berukuran 6 in. Variasi posisi sudut sudu
kincir
terhadap arah putar sudu kincir dari masing-masing sudu adalah
0°, 10°, dan 20 °.
Pengambilan data dari ketiga variasi sudu divariasikan lagi
dengan pemakaian
moncong pengarah angin dan tanpa pemakaian moncong.
(a) (b) (c)
Gambar 3. 2. Posisi Sudu Kincir: (a) posisi 0°, (b) posisi 10°,
(c) posisi 20 °.
3.3 Waktu dan Tempat Penelitian
Proses yang terkait mulai dari perancangan model, pembuatan
model,
pengambilan data, penelitian dilakukan mulai bulan Juni 2012
sampai September
2012 dengan menggunakan fasilitas Laboratorium Konversi Energi
Jurusan
Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3.4 Alat dan Bahan
Gambar (3.2) menunjukan bagian-bagian model kincir angin
propeler 2
sudu yang digunakan dalam penelitian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
19
15
2
4
3
Gambar 3.3. Desain kincir angin tipe propeler dua sudu
Pembahasan secara detail dari bagian-bagian penting kincir pada
gambar (3.2)
adalah sebagai berikut:
1. Tiang Penyangga Kincir
Fungsi dari Tiang Penyangga Kincir adalah untuk menopang
keseluruhan
komponen pada kincir. Bahan dalam pembuatannya menggunakan
pipa
berukuran 1,5 in. Rumahan bantalan dibuat dengan menggunakan
profil
persegi berukuran 60 x 60 mm. Komponen tiang penyangga dibuat
dengan
sambungan pengelasan.
2. Pemegang Sudu Kincir
Model kincir angin yang diteliti memerlukan variasi posisi sudut
pada
sudu terhadap arah datangnya angin, maka pemegang sudu kincir
dibuat
dengan 2 macam komponen yang dapat diatur posisinya. Bagian
tersebut
adalah 2 buah blade holder yang berfungsi untuk memegang sudu
kincir. Blade
holder ini terpasang pada support yang berfungsi untuk meletakan
kincir pada
poros utama dan untuk menopang bagian sudu dan blade holder.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
20
ab
Gambar 3.4. Bagian-Bagian Pemegang Sudu Kincir
Keterangan gambar:
a. Support
b. Blade Holder
Blade holder dan support di terpasang seperti pada Gambar (3.3),
posisi ini
membuat kedua jenis komponen itu dapat diatur posisinya sehingga
besar sudut
sudu kincir terhadap arah datang angin dapat divariasikan.
Pemasangan blade
holder pada support menggunakan pengencang set screw M4. Blade
holder
terbuat dari plat MS (mild steel) yang disambung secara
pengelasan pada aksis
dengan bahan MS berdiameter 6 mm. Sedangkan support terbuat
dari
alumunium.
3. Sudu Kincir
Sudu kincir dalam penelitian ini dibuat dengan bahan dari pipa
PVC
berdiameter 6 in. Sudu ini dibuat dengan cara membagi pipa pada
penampang
lingkaran dengan pembagian sudut 75° sehingga diperoleh lebar
sudu 62,5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
21
mm. Untuk memperoleh diameter kincir sebesar 800 mm maka kedua
sudu
dibuat masing-masing sepanjang 380 mm. Bentuk sudu dibuat
meruncing ke
ujung dengan sudut 10°. Sudu dipasang pada blade holder untuk
mengatur
variasi sudut terhadap arah datang angin.
(a) (b)
(c)
Gambar 3.5. Komponen Kincir Angin: (a) Sudu Kincir, (b)
Sistem
Pengereman, (c) Moncong.
4. Moncong
Moncong dalam penelitian ini berfungsi sebagai variabel
untuk
mengarahkan angin. Dengan ada atau tidaknya moncong dapat
berpengaruh
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
22
terhadap hasil pengambilan data. Pembuatan moncong menggunakan
bahan
fiber glass dengan pertimbangan beban yang ringan.
5. Sistem Pembebanan
Sistem pembebanan pada penelitian ini dengan menggunakan
sistem
pengereman melalui sebuah piringan. Tujuan sistem pembebanan ini
adalah
untuk mencari besarnya momen puntir yang dihasilkan oleh kincir
yang
diakibatkan oleh beban atau gaya pengereman. Besar gaya
pengereman pada
piringan ini dapat diatur dengan besar beban tertentu. Prinsip
kerja
pembebanan ini adalah dengan memberi gaya pengereman pada
sebuah
piringan yang terhubung pada poros utama kincir angin. Piringan
yang
terbebani ini akan menarik neraca pegas dengan panjang lengan
tertentu. Torsi
diperoleh melalui angka yang terbaca pada neraca pegas dikalikan
dengan
panjang lengan torsi.
Pengambilan data unjuk kerja kincir angin tipe propeler dua
sudu
memerlukan peralatan penunjang yang sangat vital sebagai sarana
simulasi
sumber angin dan alat ukur yang terkalibrasi untuk mencatat
prestasi yang dicapai
dalam pengujian kincir, peralatan tersebut antara lain:
1. Terowongan Angin
Terowongan angin ini berfungsi sebagai alat simulasi percobaan
unjuk
kerja kincir angin. Dimensi terowongan ini adalah 1,2 m x 1,2 m
x 2,5 m.
Dalam terowongan angin ini kecepatan angin dapat disimulasikan
dengan
kecepatan yang bervariasi. Untuk menghasilkan angin yang bertiup
dari udara
luar melewatt ruangan terowongan angin maka tekanan dalam
ruangan tersebut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
23
dibuat lebih rendah daripada tekanan udara sekitar. Pengurangan
tekanan ini
dengan menggunakan blower yang diatur pada jarak yang bervariasi
hingga
mendapatkan kecepatan angin yang diinginkan sesuai yang
ditunjukan pada
anemometer.
(a) (b)
(c) (d)
(e)
Gambar 3. 6. Peralatan penunjang pengambilan data: (a)
Terowongan Angin,
(b) Blower, (c) Anemometer, (d) Tachometer, (e) Neraca
Pegas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
24
2. Blower
Hembusan angin yang terjadi pada terowongan angin dibuat
dengan
menciptakan tekanan yang lebih rendah pada ruangan terowongan
terhadap
tekanan udara sekitar. Tekanan yang lebih rendah ini terjadi
karena udara yang
berada dalam ruang terowongan disedot keluar menuju udara
sekitar sehingga
tekanan yang berada dalam terowongan menjadi lebih rendah dan
udara luar
mengalir untuk menyeimbangkan tekanan. Penghisapan udara ini
menggunakan blower yang digerakan oleh motor listrik 5,5 kw
yang
ditransmisikan pada poros baling-baling penghisap dengan
transmisi puli.
3. Anemometer
Pengaturan kecepatan angin sesuai kebutuhan pengambilan data
menggunakan indikator anemometer. Alat ini berfungsi untuk
mengetahui
kecepatan angin. Dalam pengukuran kecepatan angin sesuai dengan
data yang
diutuhkan, posisi anemometer diletakan di bagian depan
terowongan angin.
Kecepatan angin yang diperoleh ditampilkan dalam bentuk digital
pada display
anemometer yang dipakai.
4. Tachometer
Besar kecilnya hembusan angin yang masuk dalam terowongan
angin
akan memengaruhi putaran poros kincir angin. Hasil dari
pengambilan data
besar kecilnya putaran poros digunakan sebagai variabel dalam
pengolahan
data. Putaran poros tersebut diukur dengan menggunakan
tachometer. Prinsip
kerja alat ini menggunakan prinsip pantulan cahaya yang diterima
oleh sensor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
25
karena perbedaan intensitas yang diakibatkan oleh reflektor.
Reflektor ini
dipasang pada sebuah piringan yang terdapat pada alat
pembebanan.
5. Neraca Pegas
Dalam pengolahan data diperlukan variabel berupa torsi atau
momen
puntir yang diderita poros kincir. Torsi pada kincir dapat
diketahui dengan
mengukur beban pengimbang torsi yang dialami kincir. Beban ini
diukur
dengan mengguanakan neraca pegas. Neraca pegas terpasang pada
sebuah
lengan dengan jarak tertentu dari sumbu putar kincir yang telah
ditentukan.
3.5 Variabel Penelitian
Untuk memperoleh rancangan kincir yang mampu bekerja secara
maksimal
diperlukan eksperimen dengan variabel pemasangan kincir.
Variabel yang
digunaan dalam penelitian yaitu
1. Variasi pembebanan pada kincir angin untuk memperoleh besar
torsi
yang dihasilkan.
2. Variasi posisi sudut sudu terhadap arah putar kincir yaitu
sebesar 0°, 10°,
dan 20°.
3. Variasi pemasangan dengan atau tanpa moncong pada kincir
angin.
4. Variasi kecepatan angin.
Variabel yang diukur dalam penelitian yang didapat dari variasi
tersebut
antara lain:
1. Kecepatan angin (ʋ)
2. Angka putaran kincir / poros (n)
3. Gaya pengimbang torsi (F)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
26
3.6 Parameter Penelitian yang Dihitung
Untuk mendapatkan rancangan terbaik dari variasi kincir angin
dalam
penelitian, parameter yang dihitung dan pertimbangan adalah:
1. Daya yang tersedia pada angin (Pin)
2. Daya yang dihasilkan kincir (Pout)
3. Koefisien daya kincir (Cp)
4. Kecepatan ujung sudu (tsr)
3.7 Langkah Pengambilan Data
Pada percobaan dalam penelitian kincir angin ini, data yang
diambil adalah
kecepatan angin, kecepatan putar poros kincir angin, besarnya
pembebanan pada
kincir. Data-data tersebut diambil dalam waktu yang bersamaan.
Tahapan-tahapan
pengambilan data adalah sebagai berikut:
1. Memposisikan neraca pegas dengan tali pengait terhadap
sistem
pembebanan.
2. Memposisikan besarnya sudut kemiringan sudu kincir sesuai
data yang
diambil dengan pemasangan moncong atau tidak.
3. Menghubungkan kincir angin dengan sistem pembebanan.
4. Pengaturan kecepatan angin dilakukan dengan cara menggeser
posisi
blower terhadap bagian belakang terowongan angin.
5. Menghidupkan blower setelah semua peralatan siap.
6. Memposisikan manometer di mulut terowongan angin untuk
mengukur
kecepatan angin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
27
7. Pengambilan data besar torsi dilakukan dengan pembebanan
secara
bertahap pada sistem pembebanan yang akan terbaca pada neraca
pegas.
8. Kecepatan putar kincir diambil setiap tahap pembebanan
9. Mengulangi langkah 2 sampai 8 hingga posisi kecepatan angin
kelima.
3.8 Langkah Pengolahan Data
Data percobaan yang diperoleh dapat diolah berdasarkan data-data
awal
yang tersedia. Langkah pengolahan data tersebut dapat dilakukan
dengan cara
sebagai berikut:
1. Perhitungan daya yang tersedia pada angin (Pin) dapat dicari
dengan
Persamaan (4) berdasarkan data kecepatan angin (v) dan luasan
frontal
kincir.
2. Momen puntir atau Torsi kincir (T) diperoleh dengan Persamaan
(7)
berdasarkan data beban yang terbaca pada neraca pegas (F) dan
lengan
torsi pada sistem pembebanan (L).
3. Daya yang dihasilkan kincir (Pout) diperoleh berdasarkan data
kecepatan
putar kincir (n) dan torsi (T) yang dihasilkan dengan Persamaan
(9)
4. Tip speed ratio (tsr) merupakan perbandingan kecepatan ujung
sudu
kincir dengan kecepatan angin, diperoleh melalui Persamaan
(10)
5. Koefisien daya dari kincir merupakan perbandingan antara daya
yang
dihasilkan angin(Pin) dengan daya keluaran kincir (Pout) pada
Persamaan
(11).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
29
BAB IV
PERHITUNGAN DAN ANALISA
BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA
4.1 Hasil Pengambilan Data.
Pengambilan data percobaan Kincir Angin Tipe Propeler Dua Sudu
ini
dilakukan dengan pengelompokan berdasarkan kemiringan sudu
kincir angin
terhadap arah putar sudu kincir angin. Kemiringan sudut ini
dikondisikan mulai
dari sudut 20°, 10°, dan terakhir 0°. Masing-masing variasi
kemiringan sudu
kincir angin ini diuji coba dengan 5 variasi kecepatan angin
yang berkisar antara 5
m/s pada posisi blower ke lima sampai dengan kecepatan 7,5 m/s
pada saat tidak
ada celah antara blower dan terowongan angin. Dengan penggeseran
posisi blower
ini didapat rata-rata penurunan kecepatan angin sebesar 0,75
m/s. Pembebanan
pada kincir diatur dengan kenaikan beban pada neraca pegas
sebesar kurang lebih
0,5 Newton per penambahan beban. Pengambilan data beban
dinyatakan selesai
jika tidak ada perubahan besarnya beban yang ditunjukan neraca
pegas dan atau
pada saat kincir berhenti berputar. Data pembebanan diambil tiap
perubahan
posisi blower. Pengambilan data pada setiap posisi kemiringan
sudut kincir
terhadap arah putar kincir dilakukan dengan pemaikaian moncong
dan dengan
tanpa memakai moncong.
4.1.1 Data Penelitian Kincir Angin Dengan Kemiringan Sudu 20°
Terhadap
Arah Putar Kincir.
Pengambilan data ini dibagi menjadi dua macam yaitu dengan
pemakain
moncong dan tanpa pemakaian moncong. Kedua data dapat dilihat
pada Tabel 4.1
dan Tabel 4.2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
30
Tabel 4. 1 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 20°
terhadap arah putar kincir dengan moncong
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F (N)
1 0
1
7,47 574,40 0
2 1 7,87 529,80 0,7
3 2 7,87 511,53 1,35
4 3 6,58 511,53 1,75
5 4 7,11 483,43 2,35
6 5 6,62 451,47 3,5
7 6 7,28 430,33 3,7
8 7 7,43 419,67 3,95
9 8 7,13 406,27 4,35
10 9 7,25 392,30 4,65
11 10 7,47 347,43 4,95
12 0
2
6,79 554,23 0
13 1 6,77 525,63 0,5
14 2 7,17 486,50 1,1
15 3 6,33 472,87 1,7
16 4 6,67 459,30 2,1
17 5 6,58 441,43 2,55
18 6 6,24 381,23 3,2
19 7 6,40 385,80 3,7
20 8 6,26 354,47 3,95
21 0
3
6,15 463,73 0
22 1 6,50 436,57 0,6
23 2 6,33 425,27 1,05
24 3 6,31 412,43 1,45
25 4 6,59 381,60 1,95
26 5 6,62 366,87 2,35
27 6 6,88 342,23 2,65
28 7 6,29 335,07 2,95
29 8 6,36 301,43 3,25
30 0
4
6,02 437,43 0
31 1 6,19 414,00 0,7
32 2 5,87 394,23 0,15
33 3 6,15 371,87 0,55
34 4 5,55 324,23 1,85
35 5 5,99 312,53 2,35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
31
Tabel 4.1 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 20°
terhadap arah putar kincir dengan moncong (lanjutan).
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F (N)
36 0
5
5,66 411,50 0
37 1 5,44 388,50 0,65
38 2 5,52 354,97 1,1
39 3 5,29 335,03 1,55
40 4 5,26 318,67 1,9
41 5 5,65 291,33 2,1
42 6 5,60 245,40 2,35
Tabel 4. 2 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 20°
terhadap arah putar kincir tanpa moncong
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F (N)
1 0
1
7,20 573,97 0
2 1 7,27 540,80 0,7
3 2 7,01 530,00 1,15
4 3 7,33 523,53 1,5
5 4 7,19 501,83 2,1
6 5 7,10 464,07 2,75
7 6 7,46 443,20 3,4
8 7 6,89 440,57 3,75
9 8 7,48 407,07 4,05
10 9 6,50 394,20 4,4
11 0
2
7,16 543,20 0
12 1 6,55 519,60 0,45
13 2 6,69 487,77 1
14 3 7,22 469,47 1,45
15 4 6,97 471,30 1,95
16 5 7,01 448,73 2,5
17 6 6,82 426,17 3
18 7 6,72 392,03 3,3
19 8 7,02 362,73 3,7
20 9 6,93 354,77 4
21 0
3
6,26 498,10 0
22 1 6,13 473,83 0,65
23 2 6,27 449,10 1,2
24 3 6,43 416,37 1,8
25 4 6,29 411,33 2,25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
32
Tabel 4.2 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 20°
terhadap arah putar kincir dengan moncong (lanjutan).
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F (N)
26 5
3
6,09 385,53 2,6
27 6 6,67 357,67 2,9
28 7 6,38 334,33 3,35
29 0
4
6,21 446,23 0
30 1 6,00 420,70 0,6
31 2 6,23 388,33 1,2
32 3 6,14 369,40 1,75
33 4 6,33 341,73 2,2
34 5 6,12 306,23 2,55
35 6 6,04 283,53 2,85
36 0
5
5,13 403,60 0
37 1 5,75 384,57 0,5
38 2 5,34 362,97 1
39 3 5,76 327,07 1,5
40 4 5,59 314,07 1,85
41 5 5,49 274,07 2,15
4.1.2 Data Penelitian Kincir Angin Dengan Kemiringan Sudu 10°
Terhadap
Arah Putar Kincir.
Data yang diambil dalam posisi kemiringan sudu 10° terhadap arah
putar
kincir baik dengan pemakaian moncong maupun tanpa pemakaina
moncong dapat
ditampilkan pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4 berikut.
Tabel 4. 3 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 10°
terhadap arah putar kincir dengan moncong.
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F (N)
1 0
1
6,86 895,70 0
2 1 6,93 877,20 0,5
3 2 7,31 848,23 1
4 3 7,11 832,80 1,65
5 4 6,56 797,57 1,9
6 5 7,11 789,50 2,3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
33
Tabel 4. 3 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 10°
terhadap arah putar kincir dengan moncong (lanjutan).
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F(N)
7 6
1
7,42 753,90 2,75
8 7 6,57 736,80 3,2
9 8 6,87 713,10 3,6
10 9 7,04 696,27 3,85
11 10 7,36 672,73 4,05
12 11 7,42 651,67 4,45
13 12 6,70 569,43 4,91
14 13 7,78 487,77 5,25
15 0
2
6,82 847,83 0
16 1 6,73 820,73 0,55
17 2 6,37 799,40 1,1
18 3 7,25 777,43 1,5
19 4 6,94 747,77 1,95
20 5 7,16 700,80 2,35
21 6 6,95 646,10 3
22 7 6,79 608,07 3,4
23 8 6,28 594,33 3,8
24 9 6,79 547,70 4,1
25 10 6,70 526,00 4,25
26 0
3
6,49 745,47 0
27 1 6,35 729,20 0,45
28 2 5,95 674,57 1,1
29 3 6,17 627,53 1,6
30 4 6,31 622,37 1,95
31 5 5,99 583,33 2,45
32 6 5,78 549,27 2,85
33 7 5,72 521,07 3,05
34 8 5,98 433,90 3,4
35 0
4
5,80 684,83 0
36 1 5,82 647,10 0,55
37 2 5,69 605,57 1,05
38 3 5,71 556,20 1,55
39 4 5,78 530,03 2
40 5 5,21 482,20 2,4
41 6 5,61 392,63 2,9
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
34
Tabel 4. 3 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 10°
terhadap arah putar kincir dengan moncong (lanjutan).
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F(N)
42 0
5
5,42 637,20 0
43 1 5,24 589,43 0,6
44 2 5,59 537,77 1,15
45 3 5,70 488,03 1,8
46 4 5,47 441,23 2,15
Tabel 4. 4 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 10°
terhadap arah putar kincir tanpa moncong.
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F (N)
1 0
1
7,14 882,97 0
2 1 6,95 876,83 0,4
3 2 6,83 844,77 1,05
4 3 6,74 797,60 1,85
5 4 6,92 796,00 2,25
6 5 7,22 763,73 2,7
7 6 7,06 754,13 2,9
8 7 6,91 720,03 3,2
9 8 6,91 696,27 3,5
10 9 6,83 681,73 3,85
11 10 6,89 659,60 4,3
12 11 7,32 598,60 4,6
13 12 7,25 559,20 4,8
14 0
2
6,91 840,77 0
15 1 6,56 808,80 0,7
16 2 6,58 771,33 1,35
17 3 6,55 746,03 1,85
18 4 6,96 707,00 2,3
19 5 7,02 671,40 2,85
20 6 7,11 638,00 3,15
21 7 6,88 618,50 3,35
22 8 6,47 592,07 3,8
23 9 6,81 579,90 4,15
24 10 6,67 491,97 4,35
25 0 3
5,92 733,00 0
26 1 6,20 712,90 0,45
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
35
Tabel 4. 4 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 10°
terhadap arah putar kincir tanpa moncong (lanjutan).
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F (N)
27 2
3
6,17 690,10 1
28 3 6,19 642,30 1,55
29 4 6,36 615,93 1,9
30 5 6,35 579,23 2,4
31 6 6,36 535,93 2,9
32 7 6,23 523,10 3
33 8 6,19 401,03 3,45
34 0
4
5,72 685,53 0
35 1 5,93 643,37 0,45
36 2 5,74 604,70 1
37 3 5,62 564,83 1,5
38 4 5,61 518,13 1,85
39 5 5,37 494,93 2,35
40 0
5
5,51 632,87 0
41 1 5,55 599,60 0,5
42 2 5,27 551,10 1,1
43 3 5,50 491,10 1,55
44 4 5,31 424,33 2,05
45 5 5,23 326,57 2,4
4.1.3 Data Penelitian Kincir Angin Dengan Kemiringan Sudu 0°
Terhadap
Arah Putar Kincir.
Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 menampilkan data yang diambil dalam
pengujian
kincir angin dengan posisi kemiringan sudu 0° terhadap arah
putar sudu kincir
angin yang divariasikan dengan pemakaian moncong maupun tidak.
Kecepatan
angin yang terjadi pada percobaan dengan kemiringan sudu 0° ini
mulai dari
posisi blower terdekat dengan kecepatan maksimum 7,43 m/s hingga
posisi
blower terjauh dengan kecepatan minimum yang terjadi sebesar
4,97 m/s.
Kecepatan angin yang berfluktuasi tersebut diambil pada posisi
kincir dengan
pemasangan moncong maupun tidak.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
36
Tabel 4. 5 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 0°
terhadap arah putar kincir dengan moncong.
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F (N)
1 0
1
6,94 1172,00 0
2 1 7,07 1138,00 0,6
3 2 7,43 1079,00 1,3
4 3 7,25 1050,67 1,6
5 4 7,13 986,60 2,1
6 5 7,16 940,80 2,55
7 6 6,99 875,37 2,85
8 7 6,84 838,90 3,25
9 8 7,06 794,50 3,5
10 9 7,01 724,53 3,9
11 0
2
6,47 1127,67 0
12 1 6,66 1020,33 0,65
13 2 6,48 981,03 1,15
14 3 6,78 905,70 1,7
15 4 6,77 870,07 2
16 5 6,69 818,60 2,45
17 6 7,01 735,33 2,95
18 7 6,63 667,00 3,4
19 0
3
5,99 985,47 0
20 1 5,91 930,40 0,6
21 2 6,07 849,17 1,25
22 3 6,25 815,23 1,6
23 4 6,21 761,27 2,1
24 5 6,14 695,63 2,4
25 6 5,79 702,90 2,6
26 7 5,69 624,87 2,9
27 0
4
5,75 871,97 0
28 1 5,75 823,60 0,7
29 2 5,60 774,57 1,2
30 3 5,78 713,00 1,65
31 4 5,71 642,37 2,05
32 5 5,74 489,17 2,45
33 0
5
5,29 833,40 0
34 1 5,75 783,33 0,5
35 2 5,43 736,20 0,95
36 3 5,50 657,57 1,4
37 4 5,49 546,63 1,9
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
37
Tabel 4. 6 Hasil pengambilan data posisi kemiringan sudu 0°
terhadap arah putar kincir tanpa moncong.
No beban Posisi v angin
(m/s) n (rpm) F (N)
1 0
1
6,91 1146,00 0
2 1 6,57 1117,00 0,55
3 2 6,47 1065,67 1,1
4 3 7,09 1012,33 1,6
5 4 6,54 912,47 2,05
6 5 6,89 898,27 2,4
7 6 7,16 861,57 2,85
8 7 6,86 800,43 3,4
9 8 7,13 725,67 3,65
10 0
2
6,29 1062,67 0
11 1 6,26 1034,33 0,55
12 2 6,76 990,70 1
13 3 6,71 936,13 1,4
14 4 6,77 865,43 1,85
15 5 6,49 843,80 2,1
16 6 6,43 794,80 2,55
17 7 6,61 701,47 2,95
18 8 6,57 600,30 3,3
19 0
3
5,92 912,43 0
20 1 6,10 892,27 0,5
21 2 6,20 855,60 0,9
22 3 6,29 818,53 1,35
23 4 6,18 780,03 1,75
24 5 6,52 730,90 2,15
25 6 6,20 614,87 2,4
26 0
4
5,20 846,53 0
27 1 5,48 824,70 0,4
28 2 5,68 768,90 0,85
29 3 5,64 717,73 1,3
30 4 5,54 661,57 1,75
31 5 5,79 497,53 2,05
32 0
5
5,20 800,93 0
33 1 4,93 767,67 0,35
34 2 5,67 716,40 0,85
35 3 5,23 660,43 1,1
36 4 5,21 599,30 1,55
37 5 4,97 474,80 1,9
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
38
4.2 Proses Pengolahan Data Hasil Pengujian.
Dalam pengolahan data hasil pengujian kincir angin dua sudu
ini
menggunakan sampel data pada variasi kemiringan sudut sudu 0°
terhadap arah
putaran kincir angin dengan pemakaian moncong pengarah angin.
Lebih tepatnya
data Tabel 4.5 pada baris kedelapan pada saat terowongan angin
dan blower
dalam posisi rapat.
4.2.1 Perhitungan Daya yang Tersedia Dalam Angin (Pin)
Kincir angin dalam pengujian memiliki diameter 80 cm sehingga
luasan
frontal kincir ini dapat ditentukan sebesar:
𝐴 =𝜋
4× 𝐷2
𝐴 =𝜋
4× 0,82
𝐴 = 0,5024 𝑚2
Kecepatan angin yang terjadi pada kondisi ini sebesar 6,86 m/s,
maka dengan
Persamaan (5) daya yang tersedia pada angin dapat
ditentukan.
𝑃𝑖𝑛 = 0,5 ∙ 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣3
𝑃𝑖𝑛 = 0,5 ∙ 1,18 ∙ 0,5024 ∙ 6,863
𝑃𝑖𝑛 = 96,46 𝑤𝑎𝑡𝑡
4.2.2 Perhitungan Daya Kincir (Pout )
Sebelum memperoleh besarnya daya yang dihasilkan kincir perlu
diketahui
besarnya torsi yang terjadi dan kecepatan sudut pada kincir
angin tersebut. Torsi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
39
didapat dari hasil kali antara beban sebesar 3,25 N yang terjadi
pada kincir dengan
jarak lengan 0,1 m pada sistem pembebanan menurut pada data
Tabel (4.5)
𝑇 = 𝐹 ∙ 𝑙
𝑇 = 3,25 ∙ 0,1
𝑇 = 0,325 𝑁𝑚
Dalam data Tabel (4.5) angka putaran yang terjadi pada kincir
sebesar 838,9 rpm,
maka kecepatan sudut yang dihasilkan sebesar:
𝜔 =2𝜋
60∙ 𝑛
𝜔 =2𝜋
60∙ 838,9
𝜔 = 87,8 𝑟𝑎𝑑/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
Setelah besarnya kecepatan sudut dan torsi diketahui maka daya
yang dihasilkan
kincir dapat dihitung.
𝑃𝑜𝑢𝑡 = 𝑇 ∙ 𝜔
𝑃𝑜𝑢𝑡 = 0,325 ∙ 87,8
𝑃𝑜𝑢𝑡 = 28,54 𝑤𝑎𝑡𝑡
4.2.1 Perhitungan Tip Speed Ratio
Perbandingan kecepatan angin sebesar 6,84 dengan kecepatan di
ujung sudu
akan menampilkan besar tip speed ratio.
𝑡𝑠𝑟 =𝜋 ∙ 𝐷 ∙ 𝑛
60 ∙ 𝑣
𝑡𝑠𝑟 =𝜋 ∙ 0,8 ∙ 838,9
60 ∙ 6,84
𝑡𝑠𝑟 = 5,15
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
40
4.2.1 Koefisien Daya Kincir (Cp)
Persentase prestasi kincir angin propeler dua sudu dalam
mengkonversi
daya yang disediakan oleh angin dapat diperhitungkan dengan
menggunakan
Persamaan (11). Besarnya koefisien daya kincir ini sebesar:
𝐶𝑝 =𝑃𝑜𝑢𝑡𝑃𝑖𝑛
× 100%
𝐶𝑝 =28,54
96,46× 100%
𝐶𝑝 = 29,58%
4.3 Hasil Pengolahan Data Pengujian.
Keseluruhan data yang diperoleh dalam pengujian kincir angin
propeler dua
sudu dengan bahan pipa 6 in diolah dalam tabel dengan persamaan
menurut
perhitungan yang sesuai untuk mengetahui daya yang dihasilkan
kincir angin,
Torsi yang terjadi, perbandingan kecepatan angin dengan
kecepatan ujung sudu,
dan koefisien daya kincir menurut variasi data yang
diperlukan.
4.3.1 Tabel Hasil Perhitungan Pada Variasi Kemiringan Sudu 20°
Dengan
Pemakaian Moncong
Berdasarkan data percobaan yang diperoleh pada Tabel (4.1),
hasil
perhitungan dengan variasi kemiringan sudu 20° terhadap arah
putar kincir angin
dengan pemasangan moncong dapat dilihat pada Tabel (4.7), Tabel
(4.8), Tabel
(4.9), Tabel (4.10), dan Tabel (4.11). Hasil perhitungan yang
ditunjukan pada
kelima tabel tersebut dibagi berdasarkan masing-masing variasi
posisi blower
sehingga berpengaruh terhadap kecepatan angin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
41
Tabel 4.7 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 7,28 m/s pada
variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
No v n F Pin Pout Torsi ω
tsr Cp m/s rpm N watt watt Nm rad/s
0 7,47 574,40 0 125,65 0,00 0,00 60,12 3,23 0,00%
1 7,87 529,80 0,7 146,66 3,88 0,07 55,45 2,83 2,65%
2 7,87 511,53 1,35 146,66 7,23 0,14 53,54 2,77 4,93%
3 6,58 511,53 1,75 85,88 9,37 0,18 53,54 3,31 10,91%
4 7,11 483,43 2,35 108,35 11,89 0,24 50,60 2,84 10,97%
5 6,62 451,47 3,5 87,45 16,54 0,35 47,25 3,15 18,91%
6 7,28 430,33 3,7 116,06 16,67 0,37 45,04 2,54 14,36%
7 7,43 419,67 3,95 123,64 17,35 0,40 43,93 2,31 14,03%
8 7,13 406,27 4,35 109,26 18,50 0,44 42,52 2,21 16,93%
9 7,25 392,30 4,65 114,87 19,09 0,47 41,06 2,18 16,62%
10 7,47 347,43 4,95 125,65 18,00 0,50 36,36 1,87 14,33%
Tabel 4. 8 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,58 m/s pada
variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
No v n F Pin Pout Torsi ω
tsr Cp m/s rpm N watt watt Nm rad/s
0 6,79 554,23 0 94,36 0,00 0,00 58,01 3,35 0,00%
1 6,77 525,63 0,5 93,53 2,75 0,05 55,02 3,30 2,94%
2 7,17 486,50 1,1 111,11 5,60 0,11 50,92 2,80 5,04%
3 6,33 472,87 1,7 76,28 8,41 0,17 49,49 3,16 11,03%
4 6,67 459,30 2,1 89,45 10,10 0,21 48,07 2,85 11,29%
5 6,58 441,43 2,55 85,68 11,78 0,26 46,20 2,87 13,75%
6 6,24 381,23 3,2 73,07 12,77 0,32 39,90 2,56 17,48%
7 6,40 385,80 3,7 78,84 14,94 0,37 40,38 2,59 18,95%
8 6,26 354,47 3,95 73,95 14,65 0,40 37,10 2,35 19,82%
Tabel 4. 9 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,45 m/s pada
variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
No v n F Pin Pout Torsi ω
tsr Cp m/s rpm N watt watt Nm rad/s
0 6,15 463,73 0 70,12 0,00 0,00 48,54 3,18 0,00%
1 6,50 436,57 0,6 82,78 2,74 0,06 45,69 2,83 3,31%
2 6,33 425,27 1,05 76,28 4,67 0,11 44,51 2,88 6,13%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
42
Tabel 4. 9 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 6,45 m/s pada
variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong
(lanjutan).
No v n F Pin Pout Torsi ω
tsr Cp m/s rpm N watt watt Nm rad/s
3 6,31 412,43 1,45 75,73 6,26 0,15 43,17 2,70 8,26%
4 6,59 381,60 1,95 86,27 7,79 0,20 39,94 2,47 9,03%
5 6,62 366,87 2,35 87,26 9,02 0,24 38,40 2,37 10,34%
6 6,88 342,23 2,65 98,17 9,49 0,27 35,82 2,05 9,67%
7 6,29 335,07 2,95 75,02 10,35 0,30 35,07 2,16 13,79%
8 6,36 301,43 3,25 77,37 10,25 0,33 31,55 2,05 13,25%
Tabel 4. 10 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,96 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
No v n F Pin Pout Torsi ω
tsr Cp m/s rpm N watt watt Nm rad/s
0 6,02 437,43 0 65,76 0,00 0,00 45,78 3,03 0,00%
1 6,19 414,00 0,7 71,49 3,03 0,07 43,33 2,74 4,24%
2 5,87 394,23 0,15 60,97 0,62 0,02 41,26 2,78 1,02%
3 6,15 371,87 0,55 69,95 2,14 0,06 38,92 2,57 3,06%
4 5,55 324,23 1,85 51,39 6,28 0,19 33,94 2,43 12,22%
5 5,99 312,53 2,35 64,62 7,69 0,24 32,71 2,18 11,90%
Tabel 4. 11 Hasil perhitungan untuk kecepatan angin 5,49 m/s
pada variasi
kemiringan sudut sudu 20° dengan pemasangan moncong.
No v n F Pin Pout Torsi ω
tsr Cp m/s rpm N watt watt Nm rad/s
0 5,66 411,50 0 54,66 0,00 0,00 43,07 3,05 0,00%
1 5,44 388,50 0,65 48,53 2,64 0,07 40,66 2,98 5,45%
2 5,52 354,97 1,1 50,56 4,09 0,11 37,15 2,72 8,08%
3 5,29 335,03 1,55 44,50 5,44 0,16 35,07 2,66 12,21%
4 5,26 318,67 1,9 43,87 6,34 0,19 33,35 2,50 14,45%
5 5,65 291,33 2,1 54,22 6,40 0,21 30,49 2,20 11,81%
6 5,60 245,40 2,35 52,94 6,04 0,24 25,69 1,82 11,40%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN
TINDAKAN TIDAK TERPUJI